Criado um plástico que é tão resistente quanto o aço e transparente

7-10-2007

Montando estruturas moleculares em camadas sucessivas, como se fossem os tijolos em uma parede, cientistas da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, criaram um plástico compósito que é tão forte quanto o aço, só que muito mais leve e, sobretudo, transparente.

Aço plástico

O seu criador, o professor Nicholas Kotov, pensou em batizá-lo de aço plástico mas, segundo ele, são necessários ainda alguns aprimoramentos para que ele possa receber essa qualificação. O novo material é composto por camadas de argila e um polímero solúvel em água que possui características químicas semelhantes às da cola branca.

O polímero utilizado na fabricação do plástico super duro é o álcool polivinílico, que tem um papel essencial no processo de montagem camada a camada. A estrutura dessa nanocola e as nanofolhas de argila permitem que as camadas formem ligações de hidrogênio cooperativas, o que cria um efeito que o professor Kolov chamou de “efeito Velcro”. Essas ligações, se quebradas, podem facilmente se recompor em um novo local.

Esse efeito Velcro é uma das razões que explicam porque o material é tão resistente. Outra é o arranjo das nanofolhas, que são empilhadas como tijolos, em um padrão alternado.

Montagem de nanoestruturas

Para construir esse plástico ultra-resistente, os cientistas resolveram um problema que tem desafiado os cientistas há anos: embora as nanoestruturas - como os nanotubos de carbono e os nanobastões, por exemplo - sejam extremamente resistentes, quando se fabrica um material em larga escala com elas, esse material resultante é comparativamente muito mais frágil. Pelo menos era até agora.

“Quando você tenta construir algo que você possa segurar em seus braços, os cientistas têm tido dificuldades em transferir a resistência das nanofolhas ou nanotubos para o material como um todo,” comenta Kotov. “Nós demonstramos agora que se pode alcançar uma transferência praticamente ideal de stress entre as nanofolhas e uma matriz de polímero.”

Fabricação robotizada

Para montar corretamente as nanocamadas, os cientistas tiveram que desenvolver uma máquina robotizada especificamente para a tarefa. O robô consiste de um braço que navega sobre um círculo de frascos de diferentes líquidos. A fabricação do super-plástico começa com uma pequena peça de vidro que o robô mergulha no frasco contendo uma solução com o polímero parecido com a cola branca. No tempo correto, ele retira o vidro e o mergulha no frasco com nanofolhas de argila.

O robô então espera que as duas camadas sequem e repete o processo cerca de 300 vezes. Ao final, o resultado é uma folha de “aço plástico” com a espessura de uma sacola de supermercado, que pode então ser destacada do vidro que lhe serviu como substrato.

Embora possa parecer que o processo de fabricação não seja tão eficiente, é assim que a natureza constrói a camada irisdescente que reveste as conchas das ostras, que é um dos materiais de base mineral mais duros que se conhece.
(Inovaçãotecnologia)

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